JP4868065B2 - Frequency division multiplex transmission equipment - Google Patents
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Description
本発明は周波数分割多重伝送に関する発明である。本発明は、隣接するキャリア周波数を直交状態に配置した、直交周波数分割多重伝送方式(ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING伝送方式:OFDM伝送方式)、直交周波数分割多重アクセス伝送方式(ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING ACCESS伝送方式:OFDMA伝送方式)を用いる場合有用な発明である。 The present invention relates to frequency division multiplex transmission. The present invention relates to an orthogonal frequency division multiplex transmission system (ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING transmission system: OFDM transmission system) and an orthogonal frequency division multiplex access transmission system (ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULT CCLEX transmission system) in which adjacent carrier frequencies are arranged in an orthogonal state. This is a useful invention when using the OFDMA transmission system.
OFDMAを含むOFDM伝送等の周波数分割多重伝送を採用する通信システムとして、IEEE802.11(WiFi)やIEEE802.16(WiMAX)、第3.9世代無線アクセスネットワーク通信(SUPER3G)、第4世代無線アクセスネットワーク通信(4G)などがあげられる。 IEEE 802.11 (WiFi), IEEE 802.16 (WiMAX), 3.9th generation wireless access network communication (SUPER3G), 4th generation wireless access are communication systems that employ frequency division multiplexing transmission such as OFDM transmission including OFDMA. Network communication (4G) and the like can be mentioned.
OFDMを用いた伝送は、マルチキャリア化によって、RF周波数を広帯域に利用する。さらに、OFDMを用いた伝送は、誤り訂正技術などを使用することで、周波数選択性フェージングに対する耐力を持つこともできる。OFDM伝送を行う方式では、マルチキャリアを構成するサブキャリアの変調方式を変更する場合もある。 Transmission using OFDM uses an RF frequency in a wide band by multi-carrier. Further, transmission using OFDM can be resistant to frequency selective fading by using an error correction technique or the like. In a system that performs OFDM transmission, the modulation system of subcarriers constituting a multicarrier may be changed.
一方、OFDM伝送を行う伝送装置等に用いるアンテナはRF周波数帯域全体に対して均一な定在波比特性(Standing wave ratio特性:SWR特性)を有していない。通常のアンテナは図1のような周波数−定在波比特性が一般的である。図1は中心周波数の定在波比が小さく、インピーダンス整合が取れている。一方、中心周波数を外れるにしたがって、図1は定在波比が大きくなり、インピーダンス整合が不十分となる。アンテナを広帯域対応にするため、図2のようにアンテナに複数の共振周波数を与える考えもある。図1や図2のように、SWR特性がOFDM伝送行うRF周波数帯域全体に対して異なる場合、周波数利得偏差の影響を受ける。従って、信号帯域が広いOFDM伝送では、図1、図2のようなアンテナおよびフィーダー系の周波数利得偏差の影響を受ける問題がある。周波数利得偏差の影響を大きく受けると対向する受信器で、信号識別誤りが多く発生する問題が生じる。 On the other hand, an antenna used in a transmission apparatus or the like that performs OFDM transmission does not have a uniform standing wave ratio characteristic (Standing wave ratio characteristic: SWR characteristic) over the entire RF frequency band. Ordinary antennas generally have frequency-standing wave ratio characteristics as shown in FIG. In FIG. 1, the standing wave ratio of the center frequency is small, and impedance matching is achieved. On the other hand, as the frequency deviates from the center frequency, the standing wave ratio in FIG. 1 increases and impedance matching becomes insufficient. In order to make the antenna compatible with a wide band, there is an idea of giving a plurality of resonance frequencies to the antenna as shown in FIG. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, when the SWR characteristic is different for the entire RF frequency band in which OFDM transmission is performed, it is affected by the frequency gain deviation. Therefore, in OFDM transmission with a wide signal band, there is a problem that it is affected by the frequency gain deviation of the antenna and feeder system as shown in FIGS. When greatly affected by the frequency gain deviation, there arises a problem that many signal identification errors occur at the opposite receiver.
従来技術として、特許文献1が知られている。
本発明は、周波数分割多重伝送装置において、周波数分割多重伝送を行う場合に、アンテナ・フィーダー系の周波数利得偏差の影響を考慮した送信を行うことを目的とする。 An object of the present invention is to perform transmission in consideration of the influence of a frequency gain deviation of an antenna / feeder system when performing frequency division multiplexing transmission in a frequency division multiplexing transmission apparatus.
上記の課題を解決するための手段を以下に説明する。課題を解決するため、複数のサブキャリアを備えた周波数多重信号を送受信する周波数多重伝送装置は、該周波数多重信号を複数の変調方式で送信可能な送信部と、該周波数多重信号に対する信号状態を対向局から受信可能な受信部と、受信した該信号状態と該送信部内のアンテナの周波数特性を基に、該各サブキャリアに対する信号状態を求め、求めた結果に基づいて送信制御を行う制御部とを備える。 Means for solving the above problems will be described below. In order to solve the problem, a frequency multiplex transmission apparatus that transmits and receives a frequency multiplex signal including a plurality of subcarriers includes a transmitter capable of transmitting the frequency multiplex signal by a plurality of modulation schemes, and a signal state for the frequency multiplex signal. A receiving unit that can receive from the opposite station, and a control unit that obtains a signal state for each subcarrier based on the received signal state and the frequency characteristics of the antenna in the transmitting unit, and performs transmission control based on the obtained result With.
本発明によれば、周波数分割多重伝送を行う場合、アンテナ・フィーダー系の周波数利得偏差を配慮した送信を行うことができる。 According to the present invention, when frequency division multiplex transmission is performed, it is possible to perform transmission in consideration of the frequency gain deviation of the antenna / feeder system.
1 シリアル・パラレル変換部
2 変調部2
3 逆フーリエ変換部
4 ガードインターバル(GI)部
5 デジタル・アナログ変換(D/A)部
6 終段増幅器
7 アンテナ素子
8 アンテナ素子
9 アナログ・デジタル変換部
10 ガードインターバル部
11 フーリエ変換部
12 復調部
13 パラレル・シリアル変換(P/S)部
14 制御部
15 利得制御部
16 変調方式変換テーブル
17 バス
18 入力インターフェース
19 プロセッサ
20 変調部制御部
21 利得制御部の制御部
22 アンテナテーブル
23 対向局1 Serial /
3 Inverse Fourier Transform Unit 4 Guard Interval (GI)
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。以下の実施形態では周波数分割多重伝送の一例としてOFDM伝送(OFDMAも含む)を用いて実施形態の説明を行うが、本実施形態は複数のサブキャリアを用いる他の周波数分割多重伝送を用いることもできる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The configuration of the embodiment is an exemplification, and the present invention is not limited to the configuration of the embodiment. In the following embodiment, the embodiment will be described using OFDM transmission (including OFDMA) as an example of frequency division multiplexing transmission. However, this embodiment may use other frequency division multiplexing transmission using a plurality of subcarriers. it can.
OFDM伝送を行う場合の信号レベルに対する周波数特性の例を図3ないし図5に示す。図3ないし図5では一例として、20波のサブキャリアを用いたOFDM信号である。図3ないし図5の中で、各サブキャリアの番号は最も低周波側のサブキャリアC01から始まり、最も高周波側のサブキャリアはC20とする。太線で示したサブキャリアC01、C06、C11、C16はパイロットキャリアを示す。パイロットキャリアは通信制御を行うために用いるサブキャリアである。尚パイロットキャリアは隣接して複数設けることもできる。 Examples of frequency characteristics with respect to the signal level when performing OFDM transmission are shown in FIGS. In FIG. 3 to FIG. 5, as an example, it is an OFDM signal using 20 subcarriers. 3 to 5, the number of each subcarrier starts with the subcarrier C01 on the lowest frequency side, and the subcarrier on the highest frequency side is C20. Subcarriers C01, C06, C11, and C16 indicated by bold lines indicate pilot carriers. The pilot carrier is a subcarrier used for communication control. A plurality of pilot carriers can be provided adjacent to each other.
図3はアンテナ・フィーダー系の周波数に対するSWR特性がフラットの場合で、各サブキャリアの出力パワーが同じ場合の特性を示している。すなわち、図3はアンテナ・フィーダー系が理想的な状態の各サブキャリアの周波数特性を示している。実際の端局24から出力される各サブキャリアの周波数特性を図4に示す。図4は図3の特性に図1のアンテナ・フィーダー系の損失が加わった特性である。図4では、C09が信号レベルの最も高いサブキャリアとなる。C09から低周波および高周波にいくほど、信号レベルは低下する。図5は図4の特性からパイロットキャリアC01、C06、C11、C16とサブキャリアC02からC05を抜き出した図である。図5の特性から以下のことが判る。キャリアC01、C06、C11、C16の平均値はbの信号レベルである。パイロットキャリアC01、C16の信号レベルはbの値より低くなったcである。パイロットキャリアC06、C11の信号レベルはbの値より高くなったaである。
FIG. 3 shows the characteristic when the SWR characteristic with respect to the frequency of the antenna / feeder system is flat and the output power of each subcarrier is the same. That is, FIG. 3 shows the frequency characteristics of each subcarrier in an ideal state of the antenna / feeder system. FIG. 4 shows the frequency characteristics of each subcarrier output from the
即ち、各サブキャリアの周波数の位置において、bの値からどれだけ差があるかを考慮することで、アンテナ・フィーダー系の周波数利得偏差の影響を受けなくすることができる。 That is, it is possible to eliminate the influence of the frequency gain deviation of the antenna / feeder system by considering the difference from the value of b at the frequency position of each subcarrier.
具体的には、複数のサブキャリアを備えた周波数多重信号を送受信する周波数多重伝送装置は、該周波数多重信号を複数の変調方式で送信可能な送信部と、該周波数多重信号に対する信号状態を対向局から受信可能な受信部と、受信した該信号状態と該送信部内のアンテナの周波数特性を基に、該各サブキャリアに対する信号状態を求め、求めた結果に基づいて送信制御を行う制御部とを備える。 Specifically, a frequency multiplex transmission apparatus that transmits and receives a frequency multiplex signal including a plurality of subcarriers is opposed to a transmitter capable of transmitting the frequency multiplex signal by a plurality of modulation schemes and a signal state for the frequency multiplex signal. A receiving unit capable of receiving from a station, a control unit for obtaining a signal state for each subcarrier based on the received signal state and the frequency characteristics of an antenna in the transmitting unit, and performing transmission control based on the obtained result; Is provided.
ここで、言う送信制御とは、各サブキャリアの信号状態に合わせた変調方式の選択や送信電力の調整を意味する。変調方式の選択を第1の実施形態とし、送信電力の調整を第2の実施形態として以下に説明する。 Here, the transmission control means selection of a modulation scheme and adjustment of transmission power in accordance with the signal state of each subcarrier. The modulation method selection will be described as a first embodiment, and transmission power adjustment will be described as a second embodiment.
[第1実施形態のOFDMシステム]
以下に上記を実現するための第1の実施形態を説明する。第1の実施形態はサブキャリアの変調方式の選択をアンテナ・フィーダー系の損失を加えて制御を行う例である。[OFDM system of the first embodiment]
A first embodiment for realizing the above will be described below. The first embodiment is an example in which the selection of the subcarrier modulation scheme is controlled by adding the loss of the antenna / feeder system.
第1実施形態のOFDMシステム構成を図6に示す。端局24は無線通信装置としての端局である。端局24の送信部では、符号化(誤り訂正符号化)済みの入力データに対してシリアル・パラレル変換部1でシリアル・パラレル(S/P)変換を行う。S/P変換により、高速のシリアルデータを低速な複数のシンボル列に変換している。これらのシンボルは各サブキャリアに対応している。分割されたシンボルのデータ系列毎に変調部2を設ける。変調部2は予め定められた所定の変調(例:64QAM、16QAM、QPSK)を行う。このようにして、一次変調された信号は、逆フーリエ変換(Inverse Fast Fourier Transform:IFFT)部3で逆フーリエ変換が行われる。この、逆フーリエ変換は周波数領域から時間領域への変換とみなすことが出来る。逆フーリエ変換された信号は、送信に伴う符号間干渉をさけるため、ガードインターバル(GI)部4でGIを付加される。GIを付加されたシンボルはデジタル・アナログ変換(D/A)部5でアナログ信号に変換される。アナログ信号は搬送波を付加し、終段増幅器6で増幅する。増幅されたアナログ信号はアンテナ素子7から送信される。尚、複数のサブキャリアの中には少なくとも複数のパイロットキャリアが割り付けられている。
The OFDM system configuration of the first embodiment is shown in FIG. The
アンテナ素子7から送信されたOFDM信号は無線通信装置としての対向局23で受信される。対向局23は端局24からのOFDM信号を受信器で復調すると共に、OFDM信号の中のサブキャリアに割り付けられた複数パイロットキャリアのSNRを測定する。そして、対向局23は測定結果から複数パイロットキャリアのSNRの平均を算出する。算出されたSNRはパイロットキャリアの信号状態として対向局23から端局24に送信される。対向局23の構成は端局24の送信部および受信部と同じ構成の送信部および受信部で構成することができる。
The OFDM signal transmitted from the antenna element 7 is received by the
端局24の受信部では、到来した信号をアンテナ素子8で受信する。受信した信号はアナログ・デジタル変換部9でデジタル化する。デジタルに変換された信号はガードインターバル部10でガードインターバルを取り除く。ガードインターバルが取り除いた信号はフーリエ変換(Fast Fourier Transform:FFT)部11でフーリエ変換が行われる。フーリエ変換された信号は、復調部12でサブキャリア毎に復調する。復調部12で復調することで、各サブキャリアに対応するデータ系列となる。これらを、パラレル・シリアル変換(P/S)部13で変換することで、復調した受信データが得られる。P/S部13の後段では、データ処理に必要な復号処理等が行われる。
In the reception unit of the
端局24内の制御部14は受信データから、対向局23が送信した複数のパイロットキャリアのSNR平均値を用いてサブキャリアの信号状態を求め、最適な変調方式を選択する。さらに、制御部14は、選択した変調方式を変調部2に対して設定する。具体的には、制御部14は受信したSNRの平均値とアンテナの周波数特性から各サブキャリアに対応したSNR値を求め、求めたSNR値に対応して変調方式を可変する制御(適応変調制御)を行う。
The
[第1実施形態の制御部の構成]
第1実施形態の制御部14の構成を図7に示す。図7はバス17に入力インターフェース18、プロセッサ19、変調部制御部20、アンテナテーブル22と変調方式変換テーブル16を接続した状態を示している。[Configuration of Control Unit of First Embodiment]
The configuration of the
入力インターフェース18は図6のパラレル・シリアル変換(P/S)部13からの信号を受信する。さらに、入力インターフェース18は対向局23が送信した複数のパイロットキャリアのSNR平均値を抽出する。
The input interface 18 receives a signal from the parallel / serial conversion (P / S)
アンテナテーブル22は、各サブキャリアがパイロットキャリアのSNRの平均値に対して、何dBずれているかを記憶したテーブルである。このテーブルは予めアンテナ・フィーダー系のSWR特性を測定して求めておく。アンテナテーブル22は、図4および図5の特性から、各サブキャリアの周波数の位置において、パイロットキャリアの平均値bの値からどれだけ差があるかをテーブルとして構成する。一例として、図5ではC01とC16は平均値よりも2dB低く、C06とC11は平均値よりも2dB高い。このように、アンテナテーブル22は、サブキャリアごとに平均値から何dB差があるかをテーブル上に記憶しておく。 The antenna table 22 is a table that stores how many dB each subcarrier is deviated from the average value of the SNR of the pilot carrier. This table is obtained in advance by measuring the SWR characteristics of the antenna / feeder system. From the characteristics shown in FIGS. 4 and 5, the antenna table 22 is configured as a table indicating how much difference there is from the average value b of the pilot carrier at the frequency position of each subcarrier. As an example, in FIG. 5, C01 and C16 are 2 dB lower than the average value, and C06 and C11 are 2 dB higher than the average value. Thus, the antenna table 22 stores on the table how many dB difference is from the average value for each subcarrier.
変調方式変換テーブル16はSNRに対応した最適な変調方式を記憶したテーブルである。図8に変調方式変換テーブル16の一例を示す。図8において、SNRが悪い状態803(11dB以下の場合)はQPSKを、中間の状態802(11dBオーバーから15dB未満の場合)は16QAMを、SNRが良い状態801(15dB以上)は64QAMを選択するようにテーブルを構成する。 The modulation system conversion table 16 is a table that stores an optimal modulation system corresponding to the SNR. FIG. 8 shows an example of the modulation system conversion table 16. In FIG. 8, QPSK is selected in a state 803 (11 dB or less) where the SNR is bad, 16 QAM is selected in an intermediate state 802 (over 11 dB and less than 15 dB), and 64 QAM is selected in a state 801 (15 dB or more) where the SNR is good. Configure the table as follows.
プロセッサ19は、入力インターフェース18から複数のパイロットキャリアのSNR平均値を取得する。そして、プロセッサ19は、アンテナテーブル22から各サブキャリアに対する信号レベル差と複数のパイロットキャリアのSNR平均値から、各サブキャリアの信号状態であるSNR推定値を求める。プロセッサ19は、求めた各サブキャリアのSNR推定値と変調方式変換テーブル16を比較し、変調方式を選択する。 The processor 19 obtains an average SNR value of a plurality of pilot carriers from the input interface 18. Then, the processor 19 obtains an SNR estimated value that is a signal state of each subcarrier from the signal level difference for each subcarrier and the SNR average value of a plurality of pilot carriers from the antenna table 22. The processor 19 compares the obtained SNR estimation value of each subcarrier with the modulation scheme conversion table 16 and selects a modulation scheme.
変調部制御部20は、各変調部2がプロセッサ19の選択した変調方式で変調を行うように、変調部2を制御する。
The modulation unit control unit 20 controls the
[第1実施形態のプロセッサの制御手順]
図9と図10に第1実施形態のプロセッサの制御手順を示す。図9を用いて制御全体の流れを説明する。最初に、プロセッサ19はステップS10を行う。ステップS10ではプロセッサ19が調整を行うサブキャリアを1つ選択する。この選択は予め定められた順番に従い順次行う。次に、プロセッサ19はステップS20を行う。ステップS20ではプロセッサ19が選択を行ったサブキャリアに対して、予め定めた送信電力を設定する。次に、プロセッサ19はステップS30を行う。ステップS30では、プロセッサ19が選択したサブキャリアに対して、符号化変調方式を選択する。次に、プロセッサ19はステップS30が終了すると、ステップS10に戻り、再び調整を行うサブキャリアを選択する。[Processing procedure of the processor of the first embodiment]
9 and 10 show the control procedure of the processor of the first embodiment. The overall control flow will be described with reference to FIG. First, the processor 19 performs step S10. In step S10, the processor 19 selects one subcarrier to be adjusted. This selection is sequentially performed according to a predetermined order. Next, the processor 19 performs step S20. In step S20, a predetermined transmission power is set for the subcarrier selected by the processor 19. Next, the processor 19 performs step S30. In step S30, an encoding modulation scheme is selected for the subcarrier selected by the processor 19. Next, when step S30 ends, the processor 19 returns to step S10 and selects a subcarrier to be adjusted again.
図10は図9のステップS30内の流れを示している。最初に、プロセッサ19はステップS31を行う。ステップS31では、プロセッサ19がアンテナテーブル22からステップS10で選択したサブキャリアに対応する信号レベル差を読み出す。この信号レベル差はアンテナ・フィーダー系の周波数特性に基づく値である。 FIG. 10 shows the flow in step S30 of FIG. First, the processor 19 performs step S31. In step S31, the processor 19 reads the signal level difference corresponding to the subcarrier selected in step S10 from the antenna table 22. This signal level difference is a value based on the frequency characteristics of the antenna / feeder system.
次に、プロセッサ19はステップS32を行う。ステップS32では、プロセッサ19が入力インターフェース18からパイロットキャリアの平均値を取得する。 Next, the processor 19 performs step S32. In step S <b> 32, the processor 19 acquires the average value of the pilot carrier from the input interface 18.
次に、プロセッサ19はステップS33を行う。ステップS33では、プロセッサ19がステップS32で取得したパイロットキャリアのSNR平均値に、ステップS31で取得したサブキャリアの信号レベル差を加えたSNR値を計算する。 Next, the processor 19 performs step S33. In step S33, the processor 19 calculates an SNR value obtained by adding the signal level difference of the subcarrier acquired in step S31 to the SNR average value of the pilot carrier acquired in step S32.
次に、プロセッサ19はステップS34を行う。ステップS34では、プロセッサ19がステップS33で計算したSNR値を用いて変調方式変換テーブル16を参照する。そして、プロセッサ19は、比較結果を基に変調方式を選択する。 Next, the processor 19 performs step S34. In step S34, the processor 19 refers to the modulation scheme conversion table 16 using the SNR value calculated in step S33. Then, the processor 19 selects a modulation method based on the comparison result.
次に、プロセッサ19はステップS35を行う。ステップS35では、プロセッサ19が変調部制御部20に対して、ステップS10で選択した変調方式を変調器2に設定するように命令を出す。
Next, the processor 19 performs step S35. In step S35, the processor 19 instructs the modulator control unit 20 to set the modulation method selected in step S10 in the
以降は図7の変調部制御部20の制御の説明の通り、変調部制御部20が、プロセッサ19の選択した変調方式で変調を行うように、変調部2を制御する。
Thereafter, as described in the control of the modulation unit control unit 20 in FIG. 7, the modulation unit control unit 20 controls the
変調方式制御の具体例をサブキャリアC02を用いて説明する。図5のaはbより2dB高く、cは2dB低い。従ってC02はbとcの間の値(−2dBより大きく0dbより小さい)となる。C02は−1dBとアンテナテーブルに記載してあるとする。対向局からの平均SNRが13dBであった場合、C02のSNRは
13dB−1dB=12dB
となる。C02の計算後(補正後)の値、12dBを図8のテーブルの値と比較すると16QAMが選択される。A specific example of modulation scheme control will be described using subcarrier C02. In FIG. 5, a is 2 dB higher than b, and c is 2 dB lower. Therefore, C02 is a value between b and c (greater than -2 dB and less than 0 db). It is assumed that C02 is described in the antenna table as -1 dB. When the average SNR from the opposite station is 13 dB, the SNR of C02 is 13 dB-1 dB = 12 dB
It becomes. When Q02 is calculated (after correction), 12 dB is compared with the value in the table of FIG. 8, 16QAM is selected.
第1の実施形態では、対抗局が複数のパイロットキャリアのSNR値の平均を送り返す構成となっているため、アンテナテーブル22は各サブキャリアの信号レベルが複数のパイロットキャリアの平均値の離れ量をテーブルとして記憶した。しかし、本実施形態は、必ずしも、複数のパイロットキャリアの平均値を用いる必要はない。例えば、対抗局25が特定のパイロットキャリアに対するSNRを返送する場合は、図4および図5を基に、各サブキャリアが特定のパイロットキャリアからからどのぐらい離れているかをテーブルにしてもよい。 In the first embodiment, since the opposing station is configured to send back the average of the SNR values of the plurality of pilot carriers, the antenna table 22 indicates the distance between the average values of the plurality of pilot carriers for the signal level of each subcarrier. Stored as a table. However, this embodiment does not necessarily need to use an average value of a plurality of pilot carriers. For example, when the opposing station 25 returns an SNR for a specific pilot carrier, a table indicating how far each subcarrier is from the specific pilot carrier may be used based on FIGS. 4 and 5.
第1の実施形態では、複数のサブキャリアをグループ化しても良い。そして、グループ化した複数のサブキャリアからなる帯域はそれぞれ、周波数選択性フェージングの状況に合わせて異なる変調方式にする。例えば、C01からC05までのグループにおいて、プロセッサは、C01のパイロットキャリアの信号レベル差を読み出し、この信号レベル差を基にC01のパイロットキャリアのSNRを求め、C02からC05までの変調方式を選択する。このようにすることで、サブキャリアの変調方式の選択を行う回数を削減することができる。 In the first embodiment, a plurality of subcarriers may be grouped. Then, the bands composed of a plurality of subcarriers grouped are set to different modulation schemes in accordance with the frequency selective fading situation. For example, in the group C01 to C05, the processor reads the signal level difference of the pilot carrier of C01, obtains the SNR of the pilot carrier of C01 based on this signal level difference, and selects the modulation method from C02 to C05. . In this way, it is possible to reduce the number of times of selecting a subcarrier modulation scheme.
以下に第2の実施形態を説明する。第2の実施形態は変調方式を固定した場合にアンテナ・フィーダー系の特性を考慮して、送信電力の節電を図る例である。 The second embodiment will be described below. The second embodiment is an example of saving transmission power in consideration of the characteristics of the antenna / feeder system when the modulation method is fixed.
[第2実施形態のOFDMシステム]
第2実施形態のOFDMシステム構成を図11に示す。端局24は無線通信装置としての端局である。端局24の送信部では、符号化済(誤り訂正符号化)みの入力データに対してシリアル・パラレル変換部1でシリアル・パラレル(S/P)変換を行う。S/P変換により、高速のシリアルデータを低速な複数のシンボル列に変換している。これらのシンボルは各サブキャリアに対応している。分割されたシンボルのデータ系列毎に変調部2を設ける。変調部2は予め定められた所定の変調(例:64QAM、16QAM、QPSK)を行う。データ系列毎に変調された信号はデータ系列毎に設けた利得制御部15により利得が制御される。このようにして、利得制御された信号は、逆フーリエ変換(IFFT)部3で逆フーリエ変換が行われる。この、逆フーリエ変換は周波数領域から時間領域への変換とみなすことが出来る。逆フーリエ変換された信号は、送信に伴う符号間干渉をさけるため、ガードインターバル(GI)部4でGIが付加される。GIを付加されたシンボルはデジタル・アナログ変換(D/A)部5でアナログ信号に変換され。アナログ信号は搬送波を付加し、終段増幅器6で増幅する。増幅されたアナログ信号はアンテナ素子7から送信される。尚、複数のサブキャリアの中には少なくとも複数のパイロットキャリアが割り付けられている。[OFDM system of the second embodiment]
An OFDM system configuration of the second embodiment is shown in FIG. The
アンテナ素子7から送信されたOFDM信号は無線通信装置としての対向局23で受信される。対向局23は端局24からのOFDM信号を受信器で復調すると共に、OFDM信号の中のサブキャリアに割り付けられた複数パイロットキャリアのSNRを測定する。そして、対向局23は測定結果から複数パイロットキャリアのSNRの平均を算出する。算出されたSNRはパイロットキャリアの信号状態として対向局23から端局24に送信される。対向局23の構成は端局24の送信部および受信部と同じ構成の送信部および受信部で構成することができる。
The OFDM signal transmitted from the antenna element 7 is received by the
端局24の受信部では、到来した信号をアンテナ素子8で受信する。受信した信号はアナログ・デジタル変換部9でデジタル化する。デジタルに変換された信号はガードインターバル部10でガードインターバルを取り除く。ガードインターバルが取り除いた信号はフーリエ変換(FFT)部11でフーリエ変換が行われる。フーリエ変換された信号は、復調部12でサブキャリア毎に復調する。復調部12で復調することで、各サブキャリアに対応するデータ系列となる。これらを、パラレル・シリアル変換(P/S)部13で変換することで、復調した受信データが得られる。P/S部13の後段では、データ処理に必要な復号処理等が行われる。
In the reception unit of the
端局24内の制御部14は受信データから、対向局23が送信した複数のパイロットキャリアのSNR平均値を用いて最適な利得を求め、求めたSNR値に対応して各サブキャリアの電力を可変する制御を行う。
The
[第2実施形態の制御部の構成]
第2実施形態の制御部14の構成を図12に示す。図12はバス17に入力インターフェース18、プロセッサ19、利得制御部の制御部21、アンテナテーブル22と変調方式変換テーブル16を接続している。[Configuration of Control Unit of Second Embodiment]
The configuration of the
入力インターフェース18は図11のパラレル・シリアル変換(P/S)部13からの信号を受信する。さらに、入力インターフェース18は対向局23が送信した複数のパイロットキャリアのSNR平均値を抽出する。
The input interface 18 receives a signal from the parallel / serial conversion (P / S)
アンテナテーブル22は、各サブキャリアがパイロットキャリアのSNRの平均値に対して、何dBずれているかを記憶したテーブルである。このテーブルは予めアンテナ・フィーダー系のSWR特性を測定して求めておく。アンテナテーブル22は、図4および図5の特性から、各サブキャリアの周波数の位置において、パイロットキャリアの平均値bの値からどれだけ差があるかをテーブルとして構成する。一例として、図5ではC01とC16は平均値よりも2dB低く、C06とC11は平均値よりも2dB高い。このように、アンテナテーブル22は、サブキャリアごとに平均値から何dB差があるかをテーブル上に記憶しておく。 The antenna table 22 is a table that stores how many dB each subcarrier is deviated from the average value of the SNR of the pilot carrier. This table is obtained in advance by measuring the SWR characteristics of the antenna / feeder system. From the characteristics shown in FIGS. 4 and 5, the antenna table 22 is configured as a table indicating how much difference there is from the average value b of the pilot carrier at the frequency position of each subcarrier. As an example, in FIG. 5, C01 and C16 are 2 dB lower than the average value, and C06 and C11 are 2 dB higher than the average value. Thus, the antenna table 22 stores on the table how many dB difference is from the average value for each subcarrier.
変調方式変換テーブル16はSNRに対応した最適な変調方式を記憶したテーブルである。図8に変調方式変換テーブル16の一例を示す。図8において、SNRが悪い状態803(11dB以下の場合)はQPSKを、中間の状態802(11dBオーバーから15dB未満の場合)は16QAMを、SNRが良い状態801(15dB以上)は64QAMを選択するようにテーブルを構成する。 The modulation system conversion table 16 is a table that stores an optimal modulation system corresponding to the SNR. FIG. 8 shows an example of the modulation system conversion table 16. In FIG. 8, QPSK is selected in a state 803 (11 dB or less) where the SNR is bad, 16 QAM is selected in an intermediate state 802 (over 11 dB and less than 15 dB), and 64 QAM is selected in a state 801 (15 dB or more) where the SNR is good. Configure the table as follows.
プロセッサ19は、入力インターフェース18から複数のパイロットキャリアのSNR平均値を取得する。取得した複数のパイロットキャリアのSNR平均値を変調方式変換テーブル16と比較する。比較結果に基づき変調方式を選択する。パイロットキャリアのSNR平均値と各サブキャリアにて選択した変調方式の所要SNRの差を計算する。 The processor 19 obtains an average SNR value of a plurality of pilot carriers from the input interface 18. The obtained average SNR values of a plurality of pilot carriers are compared with the modulation scheme conversion table 16. A modulation method is selected based on the comparison result. The difference between the SNR average value of the pilot carrier and the required SNR of the modulation scheme selected by each subcarrier is calculated.
利得制御部制御部21はプロセッサ19の計算結果に基づき利得制御部15を制御する。具体的には、信号レベルが過剰なサブキャリアは利得を下げ、信号レベルが過少なサブキャリアは利得を上げる。
The gain control unit control unit 21 controls the
[第2実施形態のプロセッサの制御手順]
図13と図14に第2実施形態のプロセッサの制御手順を示す。図13を用いて制御全体の流れを説明する。最初に、プロセッサ19はステップS40を行う。ステップS40ではプロセッサ19が符号化変調方式を選択する。具体的には図14のaのように、ステップ41で、プロセッサ19が入力インターフェース18からパイロットキャリアのSNRの平均値を取得する。さらに、ステップ42で、プロセッサ19が複数のパイロットキャリアのSNRの平均値から変調方式を選択する。この選択結果に基づき変調部2の符号化変調方式を設定する。[Processing procedure of the processor of the second embodiment]
13 and 14 show the control procedure of the processor of the second embodiment. The overall control flow will be described with reference to FIG. First, the processor 19 performs step S40. In step S40, the processor 19 selects a coded modulation method. Specifically, as shown in FIG. 14 a, in
次に、プロセッサ19は図13のステップ50を行う。ステップ50では対向局23にデータ送信するサブキャリアを選択する。
Next, the processor 19 performs
次に、プロセッサ19は図13のステップ60を行う。パイロットキャリアのSNR平均値とステップ50で選択したサブキャリアでの変調方式の所要SNRの差を計算し、ステップ50で選択したサブキャリアの利得を制御する。
Next, the processor 19 performs step 60 of FIG. The difference between the SNR average value of the pilot carrier and the required SNR of the modulation scheme at the subcarrier selected at
具体的には図14のbのステップ61のように、パイロットキャリアのSNRの平均値と図4および図5の特性を基づくアンテナテーブルを基に、ステップ50で選択したサブキャリアでの変調方式の所要SNRがパイロットキャリアのSNRの平均値から離れている量を計算する。
Specifically, as in
上述した実施形態は、必要に応じて適宜組み合わせることができる。 The above-described embodiments can be appropriately combined as necessary.
Claims (6)
該周波数多重信号を複数の変調方式で送信可能な送信部と、
該周波数多重信号に対する信号状態を対向局から受信可能な受信部と、
受信した該信号状態と該送信部内のアンテナの周波数特性を基に、該各サブキャリアに対する信号状態を求め、求めた結果に基づいて送信制御を行う制御部と
を備えたことを特徴とする周波数多重伝送装置。In a frequency multiplex transmission apparatus that transmits and receives a frequency multiplex signal including a plurality of subcarriers,
A transmitter capable of transmitting the frequency-multiplexed signal by a plurality of modulation schemes;
A receiving unit capable of receiving a signal state for the frequency multiplexed signal from the opposite station;
A frequency comprising: a control unit that obtains a signal state for each subcarrier based on the received signal state and a frequency characteristic of an antenna in the transmission unit and performs transmission control based on the obtained result Multiplex transmission equipment.
送信データを複数のサブキャリアに対応して並列化する直列−並列変換部と、
該各サブキャリアに対応したデータに対してそれぞれ設けられ、該データを複数の変調方式で変調可能な変調部と、
複数の該変調器の出力を逆フーリエ変換部と、
該逆フーリエ変換部の出力をアンテナより無線波として送信する送信部と、
アンテナからの無線波を受信する受信部と、
該受信部からの信号をフーリエ変換するフーリエ変換部と、
該フーリエ変換部からの複数の出力に対してそれぞれ設けられ、該複数の出力を復調化する復調部と、
複数の該復調部からの出力を直列化する並列−直列変換部と、
該各変調部の変調方式をアンテナの周波数特性とサブキャリアの信号対雑音比に基づいて制御する制御部と
を備えたことを特徴とする周波数多重伝送装置。In a frequency multiplex transmission apparatus that performs frequency multiplex transmission using a plurality of subcarriers,
A serial-parallel converter for parallelizing transmission data corresponding to a plurality of subcarriers;
A modulation unit provided for each of the data corresponding to each subcarrier, and capable of modulating the data with a plurality of modulation schemes;
An output of the plurality of modulators and an inverse Fourier transform unit;
A transmission unit that transmits the output of the inverse Fourier transform unit as a radio wave from an antenna;
A receiver for receiving radio waves from the antenna;
A Fourier transform unit for Fourier transforming the signal from the receiving unit;
A demodulation unit provided for each of a plurality of outputs from the Fourier transform unit, and demodulating the plurality of outputs;
A parallel-serial converter for serializing outputs from the plurality of demodulation units;
A frequency multiplex transmission apparatus comprising: a control unit that controls a modulation scheme of each modulation unit based on a frequency characteristic of an antenna and a signal-to-noise ratio of a subcarrier.
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